智能压力传感器系统毕业论文

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐智能压力传感器系统毕业论文摘要

现在伴随着计算机测控系统特殊是多传感器计算机测控系统的进展，智能传感器系统作为一具与之相应的新兴研究方向，正受到人们越来越多的关注。但是，尽管近年来它的研究与开辟已取得一定成果，但还远远别能满脚实际需求，尤其在压力测量领域更是急待进展。随着压力测控系统的进展，现有的传统压力传感器已无法满脚要求，而集信息采集、信息处理和数字通信功能于一身，能自主治理，具有智能化特性的智能压力传感器系统已成为生产实践进展的迫切需求。本文对智能压力传感器系统理论及其在压力测量方面的应用举行了深入研究，提出一种新型智能压力传感器系统，并对其智能化功能、硬件配置和智能化软件举行了全面的设计。

智能化压力传感器系统采纳集成度高，功能强大的新型微处理器操纵，其内部集成了大量的模拟和数字外围模块，具有非常强的数据处理能力。电路内配置了为实现多功能智能化所必需的硬件，并全部采纳低价格、小体积器件，还将所有电路设计在一片电路板上，再与传感元件组装在一起，从丽使整个系统在保证智能化功能的前提下，具有体积小、成本低、一体化和抗干扰能力强的特点。

本文研究的智能压力传感器系统具有体积小、成本低、可靠性好、响应速度快、智能化程度高等特点，效果良好，在众多压力测控系统中有着广大的应用前景。

关键词：智能传感器；压力；微处理器

Abstract

Withthedevelopmentofcomputercontrolsystem，especiallyofthesystemwithmulti—sensor,theintelligentsensororsmartsensor，asanewresearchfield，isattractingmoreandmorepeople’Sattention．Althoughsomeachievementinthefieldhasbeenobtainedrecently,theresultsarefarfromapplicationrequirements，evenworseinthemeasurementofpressurearea．Withthedevelopmentofapressurecontrolsystem，theexistingtraditionalpressuresensorhasnotmettheneed，howeverthesmartsensorthathasthefunctionsofdatacollection，informationprocessing，digitalcommunicationandself-governinghasbeenimminentdemandofthedevelopmentofproductivepractice．Afterthetheoryofsmartsensorsforpressuremeasurementhasbeendeeplystudied，anewkindofasmartsensorformeasuringpressureisdevelopedinthispapertoimprovethissituation，anditsoveralldesignofintelligentfunctionsandhardwareandsoftwarearealsodescribedindetail．

Amicroprocessorwithpowerfulfunctionsandhigherintegrationisusedasthemaincontrolunit．Largenumbersofanaloganddigitalperipheralcircuitshavebeenalsointegratedinside，SOthemicroprocessorhasthepowerfulabilityofdataprocessing．Allcomponentsofthesensor,someofwhicharenecessaryforthemultipleandintelligentfunctions，areselectedoneswithlowcostandsmallpackage．AllcircuitsaredesignedinflpieceofPC

BandthePCBisinstalledwiththepressuredetectortogether．Thesmartsensorthenobtainstheadvantagesofsmalldimension，lowcostandhigheranti—disturbanceability．

Thesmartsensorformeasuringpressuredesignedinthispaperhastheadvantagesofsmallsize，lowcost，higherperformanceandresponsespeed，andhigherlevelofintelligence．Theresultshowsthatitsperformanceisperfect.Soweexpectthatthesmartsensorcanhavebroadfutureapplicationsinmanymeasuringandcontrollingsystemsforpressure．

Keywords：smartsensorl;pressure;microprocessor

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权讲明

原创性声明

本人郑重答应：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下举行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特殊加以标注和致谢的地点外，别包含其他人或组织差不多发表或发布过的研究成果，也别包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的讲明并表示了谢意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权讲明

本人彻底了解大学对于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供名目检索与阅览服务；学校能够采纳影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在别以赢利为目的前提下，学校能够发布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立举行研究所取得的研究成果。除了文中特殊加以标注引用的内容外，本论文别包含任何其他个人或集体差不多发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人彻底意识到本声明的法律后果由本人承担。

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学位论文版权使用授权书

本学位论文作者彻底了解学校有关保留、使用学位论文的规定，接受学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学能够将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库举行检索，能够采纳影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□别及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□别及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决咨询题的能力

□优□良□中□及格□别及格

4、研究办法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□别及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤事情

□优□良□中□及格□别及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□别及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□别及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际咨询题的指导意义

□优□良□中□及格□别及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□别及格

3、论文（设计讲明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□别及格

建议成绩：□优□良□中□及格□别及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：（签名）单位：（盖章）

年月日

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□别及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□别及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际咨询题的指导意义

□优□良□中□及格□别及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□别及格

3、论文（设计讲明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□别及格

建议成绩：□优□良□中□及格□别及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：（签名）单位：（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述事情

□优□良□中□及格□别及格

2、对答辩咨询题的反应、明白、表达事情

□优□良□中□及格□别及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□别及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□别及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□别及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际咨询题的指导意义

□优□良□中□及格□别及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□别及格

3、论文（设计讲明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□别及格

评定成绩：□优□良□中□及格□别及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：（签名）

年月日

第1章概述

1.1压力传感器的概述

1.1.1压力传感器的定义

传感器是可以感觉规定的被测量并按照一定的转换规律转换成可用的输出信号的器件或装置。传感器的普通组成如图1-1所示。

图1-1传感器的组成

压力传感器是以压力为被测量，进而转换为电信号的装置，它具有广泛的用途。

1.1.2压力传感器的结构

依照压力传感器的定义及其原理分析，我们能够看到适合于做压力传感器的材料是多种多样的。显然，这种多样性决定了其结构上的差异。别同的材料把压力转换为电信号的物理规律并别是相同的，我们能够在研究压力传感器结构原理并且，就要思考到这种差异，下面介绍几种常见的弹性体压力传感器的结构：

(1)弹性圆柱敏感元件(实心和空心)；

(2)悬臂粱；

(3)圆形膜片和膜盒。

1.1.3压力传感器的分类

对压力传感器举行分类，首先应该遵循一定的分类标准。我们通常按工作原理来分类，能够分为：压阻式压力传感器、电容式压力传感器、电感式压力传感器、压电式压力传感器、智能式压力传感器等。固然，我们也能够采纳所使用的材料对压力传

感器举行分类：余属压力传感器、半导体压力传感器、金属．氧化物压力传感器、光学压力传感器等，还有其他一些分法，这个地方就别一一介绍了。

压阻式压力传感器是应用最广泛的压力传感器之一。压阻式压力传感器是利用硅的压阻效应和微电子技术制成的，它具有灵敏度高、动态响应好、准确度高、易于微型化和集成化等特点，是获得广泛应用，而且是进展迅速的一种新的物性型传感器。早期的压阻传感器是利用半导体应变片制成的粘贴型压阻传感器。70年代往后，研制出周边固支的力敏电阻与硅膜片一体化的扩散型压阻传感器。

它易于批量生产，可以方便地实现微型化、继承化和智能化。因而，它成为受到人们普遍重视并重点开辟的具有代表性的新型传感器。

1.1.4传统压力传感器的局限性

传统的传感器技术为了提高其性能，在制作材料方渐必须满脚多品种、高性能的要求，这就使得其成本居高别下，而且对制作过程要求很严格。传统压力传感器的性能价格比不会再有大的提高，同时在以下几方面存在严峻别脚：

(1)因结构尺寸大，而时刻(频率)响应特性差；

(2)输入-输出特性存在非线性，且随时刻而漂移；

(3)参数易受环境条件变化的妨碍而漂移；

(4)信噪比低，易受嗓声干扰；

(5)存在交叉灵敏度，挑选性、分辨率别高。

以上别脚是传统压力传感器性能别稳定、可靠性差、精确度低的要紧缘故，也是传统压力传感器必被取代的缘故。

1.2智能化压力传感器的概述

1.2.1智能化压力传感器的定义

所谓智能压力传感器算是一种带有微处理器(单片机)的，兼有信息检测、信号处理、信息经历、逻辑思维推断功能的压力传感器。显然，智能压力传感器具有较强的信息处理功能的能力，这要紧是经过微处理器的程序来完成的，也算是讲智能压力传感器是硬件电路和软件程序结合的产物。所以，智能压力传感器是既有获得信息的能力又有信息处理功能的传感器系统。智能压力传感器具备学习、推理、感知、通讯及治理的功能，其典型结构如图1-2所示。

图1-2智能传感器的典型结构框图

1.2.2智能化压力传感器的类型

智能压力传感器是微处理器和压力传感器的结合。所以，依照它们的实现途径可分为：非集成化的智能压力传感器、集成化的智能压力传感器和混合型的智能压力传感器。

非集成化的智能压力传感器是把传统的压力传感器、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器组合成一整体而构成的一具智能压力传感器系统。这种非集成化的智能压力传感器实际上算是在传统的压力传感器系统上增加了微处理器的连接。所以，这是一种实现智能压力传感器系统最快的途径和方式。

集成化智能压力传感器是采纳微机械加工技术以及大规模集成电路工艺技术，利用硅作为基本材料来制作敏感元件、信号调理电路、微处理器单元，并把它们集成在一块芯片上而构成的。随着微电子技术的飞快进展，以及随着微米/纳米技术的采纳，由此而制作出的智能压力传感器具有微型化、结构一体化、精确度高、多功能、阵列式、全数字化、使用方便、操作简单等特点。

混合式智能压力传感器是依照需要与也许，将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口，以别同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一具外壳罩。混合集成实现智能化是一种很适合当前技术进展的智能化途径。

1.2.3智能化压力传感器的功能

在智能压力传感器系统中，微处理器可以按照给定的程序对传感器实现软件操纵，把传感器从单一功能变为多功能。智能压力传感器普通具有以下基本功能：数据处理功能：智能压力传感器别仅能对各个被测参数举行测量，而且可以依照己知被测参数求出未知参数，并可以自动调零、自动平衡、自动补偿等。

自动诊断功能：这是智能压力传感器的重要功能，智能压力传感器经过其故障诊断软件和自检软件，自动对传感器和系统工作状态举行定期和别定期的检测、测试，及时发觉故障，协助诊断发生故障的缘故、位置，并赋予操作提示。

软件组态功能：智能压力传感器由于采纳了微处理器，因此它别仅要有必要的硬件组成，例如检测、放大、A/D、D/A、通讯接口等，而且还有软件资源用于操纵和处理数据。在智能压力传感器中，设鬣有多模块化的硬件和软件，用户能够经过微处理器颁布命令，改变传感器的硬件模块和软件模块的组合状态，已达到别同的应用目的，完成别同的功能，增加了传感器的灵便性和可靠性。

接口功能：智能压力传感器采纳标准化接口，统一的接口标准容易经过RS-232、RS-485、HART等总线和上位机举行通信。如此，能够由远距离中央操纵计算机来操纵整个系统的工作，对测量系统举行遥控，也能够将测量数据传送到远方用户。

人机对话功能：将计算机、智能压力传感器、仪表组合在一起，配备各种显示装置和输入键盘，使系统具有灵便的人机对话功能举行人机对话．配合操作人员指导工作，减少操